◎ 濟寧捷必勝電子科技有限公司董事長 蔡輝正

淺談智能家居及其應用

◎ 濟寧捷必勝電子科技有限公司董事長 蔡輝正

是智能家電還是智能家居；有了智能是否還應該節(jié)能；智能節(jié)能都有了，是否還需連結云端？可見，智能家居用品要想滿足人們日益豐富的現(xiàn)代生活需求，需要集成多種實用元素。云、網、端在舒適節(jié)能的科技生活中扮演著極為重要的角色，就如同人的大腦( 云 )、神經( 網 )決定了你的四肢要拿起的物品并做哪些事( 端 )，眼睛、耳朵、鼻子(傳感器)給人周遭的信息以便讓人分析下一步要做什么。你的家電及居住環(huán)境是否具備了這些功能？你想要過舒適節(jié)能的科技生活要如何選擇家電、選擇廠商、選擇建筑、選擇小區(qū)？

為此，JBC 集團以“協(xié)同創(chuàng)新智慧家居 智慧生活”為出發(fā)點，提供一個跨品牌的智能節(jié)能科技平臺，包含能源管理、居家照護、居家安全、家庭媒體等四大方向。以人、家庭為出發(fā)點，以建筑物、小區(qū)、城市為發(fā)展目標，力爭達到我國節(jié)能、環(huán)保、安全及保全的標準規(guī)范，將智能節(jié)能科技帶入每一個家庭。

國家和地方政府曾多次出臺相關扶持政策支持智慧家居產業(yè)發(fā)展。2013年9月，國家發(fā)改委、工信部等14個部門共同發(fā)布《國家物聯(lián)網發(fā)展專項行動計劃》，明確將智慧家居作為戰(zhàn)略性新興產業(yè)來培育發(fā)展。

JBC 集團于10月18日在北京舉辦了主題為“協(xié)同創(chuàng)新 智能家居智慧生活”的智慧家電創(chuàng)新成果研討會，從不同角度闡釋了智能、節(jié)能與智慧云端相結合為現(xiàn)代生活帶來的新領域。不論IPM(智能電力管理模塊)、BLDC(直流無刷馬達)，還是Cloud(智慧云)等，都是JBC集團內三家公司(濟寧捷必勝電子科技有限公司、濟寧捷必勝電機有限公司、濟寧捷必勝系統(tǒng)整合有限公司)從規(guī)劃、設計、到制造提供跨平臺的客制化功能展現(xiàn)。高科技的智能由JBC整合、優(yōu)化，科技創(chuàng)新的成果由消費者享受，而綠能( 創(chuàng)能、智能、續(xù)能 )將會在國家政策的領導下激勵JBC集團不斷創(chuàng)新及進步，盡快實現(xiàn)國家提出的“節(jié)能省碳”階段性目標。

JBC綠色平臺中的IPM智能功率模塊已成為變頻電機節(jié)能的重要發(fā)展方向，使用變頻應用的電機系統(tǒng)節(jié)電率普遍達30%左右，某些場合可達40%-60%，節(jié)能效果顯著。

保障節(jié)能的智能核心技術

JBC集團在電器智能化方面從封裝到節(jié)能再整合的核心技術，尤其值得稱道。

封裝：整合化整合+環(huán)保管理。JBC集團的智能功率模塊，是對原來智能功率模塊在技術上的一個提升，主要針對電力電子管理以及能源管理領域，進行高度集成化整合。

一般的智能功率模塊系統(tǒng)，原本都是一個個分離的器件，所占面積非常大。JBC將它整合化，形成一個小的封裝，這樣就做了高集成化的整合。此外，如果將單獨的原件整合在一起，一般會產生散熱問題，而在新的智能功率模塊中，技術人員將一種日本應用于特殊高導熱器件上散熱材料用在其封裝技術上，以達到高散熱高耐壓的效果。

2013年年末，臺灣電鍍廠劇毒污水污染灌溉河川的事件警示了電鍍廠面臨的環(huán)保問題。傳統(tǒng)的模塊封裝，往往是將封裝好的器件外包到電鍍廠去電鍍，但考慮到電鍍廠面臨的環(huán)保問題，JBC將原本需要外包到電鍍廠的模塊，先在日本做特殊電鍍處理，再運回國內，這樣就無需在中國進行電鍍，避免了二次污染。

JBC智慧家電創(chuàng)新成果研討會智慧家電展示區(qū)

節(jié)能：通過IGBT芯片實現(xiàn)變頻。電器產品在運作過程中會產生高熱，研究人員通過將IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）結構的芯片串聯(lián)在一起，來達到變頻效果，進行節(jié)電管理。

我們都知道，通常電器電流的耗損是波動性的，就像海波浪，有很高的起伏，一般電機在開啟和關閉時，相當耗電。如果使用了變頻技術，就能將本來需要30秒啟動的電流降下來，達到比較平穩(wěn)的狀態(tài)僅需要10秒或5秒。

如果使用IGBT模塊，就可以通過變頻，達到一個較為平滑的曲線，雖然電流波也有高有低，但是波動幅度被大大降低，從而減少電量耗損。

此外，傳統(tǒng)電器如空調、吸塵器，或者空氣凈化器，屬于常開性電器，通常一開就是幾個小時，往往產生很大噪音。如果通過IGBT達到變頻效果，就可以降低電器使用時的噪音分貝，通常環(huán)境噪音是80分貝左右，JBC的技術可以降到50分貝以下，甚至30分貝。這樣，聽不到空調使用時“轟隆隆”的噪音，電器用起來會更舒適。

智能生產體系的應用范圍

JBC集團通過現(xiàn)代化高科技工藝，研發(fā)智能功率半導體芯片、無刷直流馬達，乃至整個云端智能系統(tǒng)，可針對現(xiàn)有高耗能的智能產品做到最優(yōu)化的改革，替換舊有的節(jié)能裝置，使得客戶端能在綠能環(huán)保與節(jié)能低耗的大驅勢上有更多的選擇余地和解決方案。

直流無刷馬達減少損耗。電機開發(fā)技術以直流無刷馬達為代表，包括四大塊，分別是創(chuàng)能、節(jié)能、蓄能以及智慧化管理。提高馬達效率是節(jié)能的有效手段。直流無刷馬達就是依靠電磁效應在馬達電子轉子軸心形成磁場，使電機得以運轉，并減少馬達運轉過程中所耗功率。

馬達通常有兩種，直流電和交流電。交流電會產生較大的起伏波浪，使用過程耗電量大，而直流電是可以控制的部分，通過對其控制能夠達到省電目的。

JBC使用的電池是直流電，因此可以使大的電阻運作很久且不發(fā)燙。馬達是整個系統(tǒng)耗能最多的部分，過去使用的交流電馬達在運轉過程中會耗很多功率，真正電力的應用效率可能不到20%。

JBC公司通過制作直流無刷馬達，減少將電能轉化成動能時的耗損，進一步提高了功效，可以達到50%以上。

系統(tǒng)整合，云端服務?！胺庋b和節(jié)能都是屬于硬件方面的技術，加上智慧化云端管理才能形成完整的服務系統(tǒng)?！敝悄芑贫丝刂葡到y(tǒng)將整個JBC集團內的智能功率模塊、馬達等硬件進行智能化整合，將家電電力及運作狀況的數(shù)據(jù)及時上傳到云端服務系統(tǒng)，用戶通過智能手機或平板等終端下載APP，就可以實時監(jiān)測家中電器的耗電情況和使用狀況，隨時進行管理和應對緊急情況。

JBC研發(fā)團隊已經完整地實現(xiàn)對智慧空調、冰箱、洗衣機等產品均可加入網絡互聯(lián)、互控、動態(tài)感應等功能，可根據(jù)室外溫濕度的變化在不同季節(jié)自動改變溫度設定值的智能空調，自動進行冰箱模式調換，始終讓食物保持最佳存儲狀態(tài)的智能冰箱，并具備遠程操控功能，給予用戶智能設置提示的智能洗衣機等。

JBC智慧家電創(chuàng)新成果研討會成品展示區(qū)

空調占住商部門用電量的41%，從空調系統(tǒng)下手做節(jié)能應是最直接也是最有效抑制電力負載的節(jié)能方法。JBC推出第一個應用型產品就是空調設備，依循當前趨勢節(jié)能省電與靜音為基本要求，結合云端應用機制達成智慧生活的優(yōu)點，整合國際專業(yè)團隊規(guī)劃的云端機房耗能也勢必要考慮的因素，考慮家電裝置要節(jié)能靜音，后端云端智慧機房的需求，JBC推出新世代云端機房節(jié)能機制：數(shù)據(jù)中心所有服務器依照負載自動擴充與收合，實現(xiàn)后端數(shù)據(jù)倉儲系統(tǒng)(Data warehouse)運作效能優(yōu)化與持續(xù)性能力改善。

JBC智能綠色平臺發(fā)展策略與商機

JBC集團下的濟寧捷必勝系統(tǒng)整合有限公司主力整合集團產品與為消費者提供更多云智能綠色平臺，除了家電裝置節(jié)能、靜音外，還致力于整合感知、數(shù)據(jù)庫、可預知機制、大數(shù)據(jù)分析與云端應用服務打造智能綠色平臺，將能源管理(Energy)、居家安全(Security and Comfort)、家庭媒體(Multimedia)與居家照護(Health Care)四大部分全面納入居家智慧管理服務平臺，實現(xiàn)“協(xié)同創(chuàng)新 智慧家居 智慧生活”愿景。

JBC智慧綠色平臺的發(fā)展從JBC集團核心價值延伸至整個智能云端，從個人→家→建筑物→小區(qū)→城市階層性發(fā)展深入家庭，從用戶角度去發(fā)展裝置與人類之間的互動性與數(shù)據(jù)參考性，改善家電裝置在能源上使用更具效益，同時可通過家庭云端應用延伸至工業(yè)、漁業(yè)、農業(yè)等云端控制應用衍生集團整體商機與愿景。

將現(xiàn)代智能科技運用于高產值零污染的植物工廠。植物工廠又被視為新3C產業(yè)：Clear——生產成長期可規(guī)劃和控制、建立產銷履歷；Clean——生產環(huán)境清潔發(fā)展，符合節(jié)能、低碳趨勢；Cool——從室外變室內、平面變立體化，在具有空調的栽培環(huán)境下，農民搖身變工人。

植物工廠是將高經濟作物栽種在與外部隔離的潔凈空間，嘗試找出最佳生長環(huán)境（光質、光量、溫濕度、二氧化碳濃度），于可控制環(huán)境中用養(yǎng)液生產，有別于傳統(tǒng)戶外種植的一種栽培模式。JBC云端系統(tǒng)能夠為植物工廠提供有效的生產預測與監(jiān)控，使植物實現(xiàn)一年四季計劃性地生產和收獲。

在有限的土地上，用高度環(huán)境控制技術來提高單位面積產量及提升勞動生產力，是目前精致化農業(yè)最好的選擇。

智能太陽能抽水?！胺郎持紊场笔巧硥m源頭地區(qū)的最大課題和最頭痛問題，而那些遠離沙源地區(qū)，同樣地也應積極投入防沙治沙的解決方案，保護地球環(huán)境人人有責。

JBC研發(fā)團隊對防沙治沙的重要關鍵環(huán)節(jié)先以水資源保護著手。水是流動的，此處過度使用，必然導致彼處水資源短缺，因此JBC提出了兩個方案——一個是智慧溫室大棚植物工廠，一個是太陽能抽水。太陽能抽水機在無需任何外來能源的情況下，可以利用太陽能動力抽水，機動靈活地用于農田灌溉、提供潔凈人畜飲水、發(fā)展庭院經濟、美化園區(qū)、可為養(yǎng)魚養(yǎng)蝦池增氧、海濱鹽場供排水等。若再增加儲能系統(tǒng)，可提供給其他系統(tǒng)使用。

JBC研發(fā)團隊還進一步搭配植物工廠或搭配水魚共生系統(tǒng)，以供在沙漠上做到開發(fā)另一種農業(yè)生產，發(fā)展出不同的經濟模式，在沙漠地區(qū)創(chuàng)造新的經濟發(fā)展價值，使得這些地區(qū)能夠更繁榮、更發(fā)展；還可搭配JBC云端系統(tǒng)管理，降低整體人工成本及管理，進而減少了水資源的浪費，同時也太陽能運用也提供了更多的綠色能源。

JBC智慧家電創(chuàng)新成果研討會成品展示區(qū)